Быстрые реакторы, Разнообразные и перспективные Опции

[Татарин]

А смысл какой?

Один контур, ртутная турбина.

(Или, что куда более предпочтительно, прямое МГД-преобразование. Ртуть - металл, её проводимость на порядки выше проводимости даже горячей плазмы, так что МГД-генератор с ней - не хайтек и вообще не нечто особенное. И его эффективность (именно как генератора) вообще не зависит от температуры. При нормальной для любого металла чудовищной, недостижимой для плазмы эффективности.)
Турбина на ртути (в силу молярной массы той ртути) тоже _гораздо_ компактнее паровой при приемлимых оборотах.

Представьте, что у АЭС вообще исчезает машинный зал, исчезает вместе со всем своим громоздким, тяжёлым и дорогостоящим оборудованием. Остаётся интегральная с реактором машина, которая наружу из реакторного зала сразу даёт ток и пар из теплообменника. Всё это сидит, ессно, в контейнменте.
На весь реактор - 1 (один) теплообменник.

___

Ну и тут вопрос скорее не к нынешнему времени, а к тому... Может быть сейчас, учитывая уже сколько вложили в свинец и учитывая всякие нехорошие свойства ртути, неправильно возвращаться к ней.
Но вот тогда её забросили - ну, может, и неправильно...

[AtomInfo.Ru]

Но вот тогда её забросили - ну, может, и неправильно...

Не успели бы (даже если предположить положительный результат).

Тогда была гонка, соревнование двух систем, и массовое появление бридеров ожидалось вот-вот. Поэтому все брали то, что можно было сделать быстро (натрий).

[generalissimus19...]

Один контур, ртутная турбина.

(Или, что куда более предпочтительно, прямое МГД-преобразование. Ртуть - металл, её проводимость на порядки выше проводимости даже горячей плазмы

Так у свинца проводимость ещё на порядок выше, чем у ртути. Если же говорить о МГД на парах металла, то идеальным будет цезий.

Ну и тут вопрос скорее не к нынешнему времени, а к тому... Может быть сейчас, учитывая уже сколько вложили в свинец и учитывая всякие нехорошие свойства ртути, неправильно возвращаться к ней.
Но вот тогда её забросили - ну, может, и неправильно...

Правильно, правильно!
Вот N2O4 забросили может и неправильно

[Татарин]

Так у свинца проводимость ещё на порядок выше, чем у ртути. Если же говорить о МГД на парах металла, то идеальным будет цезий.

Ну так а фигли с того толку ((с)тот чукча), если ни свинец, ни цезий толком не вскипятишь? А если и вскипятишь (ну, в принципе, вот упёрлись, нашли какие-то материалы, сумели вскипятили), то КПД такой паровой машины с любым преобразованием в электрическую энергию будет около плинтуса?
Вот просто уже за счёт того, что рабочий перепад температур мизерный. А значит - опять вода, пар, паровые турбины - ну, в общем всё как раньше, только с "ча-ча-ча".

Вот N2O4 забросили может и неправильно

Возможно. Но он тоже агрессивненький такой. И С14. Как минимум.

[arcanist]

А смысл какой?

Свинец по атомному весу тяжелее ртути, что лучше для БР (потери энергии нейтронов при упругом рассеянии обратно пропорциональны A).

Кроме того, в свинце есть дважды магический изотоп.

Так что если уж искать альтернативу натрию, то лучше сначала повозиться со свинцом, чем с чем-то другим.

если я правильно понимаю, свинцовый реактор надо будет до рабочих температур очень долго и постепенно разогревать. А потом для обслуживания так же долго и мучительно охлаждать. А потом снова разогревать. КИУМ будет в первых моделях скорее всего аховый.
Ну и опять таки, лодочные свинцовые реакторы, как вы сами упоминали, имели проблемы с поддержанием температуры свинца в правильном диапазоне. А со рутью хотя бы этих проблем нет

[Татарин]

А насчёт цезия - это стародавняя моя идея: РИ с внутренним МГД-генератором на цезии-137. Полностью герметичная чушка с требуемыми профилями внутри заливается цезием-137, дальше - замкнутая схема с МГД-генератором, нагнетание - капиллярами в холодильнике/конденсаторе + МГД-насос напрямую электрически запитанный от того же генератора.

Компактно. Ноль механики. Наружу - только тепло и электричество. КПД не падает весь срок службы (который, к с слову, может быть больше, чем Т1/2). Расходное топливо - бросовый и массовый продукт деления.

...Только в реакторе цезий не катит совсем. Сечения захвата большие.

[arcanist]

Один контур, ртутная турбина.

а вы продуктами активации ртути не загадите ли эту турбину?

[AtomInfo.Ru]

а вы продуктами активации ртути не загадите ли эту турбину?

А они есть?

Была такая легенда, что ртуть с фэёвского реактора в своё время (без особых усилий по очистке) продали в одну из республик СССР, где из неё наделали градусников.

[Татарин]

а вы продуктами активации ртути не загадите ли эту турбину?

Золото и таллий? Они высоко кипят и имеют малое давление паров при разумных температурах.
Будут где-то там амальгамироваться, да и фиг с ними, их немного.

Золото (кстати, вполне кошерное золото, 197, стабильное) будет образовываться только из ртути-196. Её меньше 2%, и малые сечения захвата (заметно меньше, чем у золота-197, к слову, а золото-198 распадается в ртуть).
А до таллия нужно последовательными захватами пройти все изотопы ртути, которых много. Стабильных. Ну, допустим, наработают его сколько-то грамм. Повиснет он тонкой плёнкой где-то там на поверхности ТВЭЛа, тугоплавкий же, высококипящий. Так и чего?

С точки зрения радиотоксичности/дозовых нагрузок при работе с теплоносителем всё равно будет плохо.
Хотя бы из-за того же золота-198 (рассматривалось как альтернатива кобальту-60 в радиологической бомбе), но чисто с точки зрения химического режима - всё ОК.

Сообщение отредактировал Татарин - 9.10.2016, 20:51

[arcanist]

А они есть?

я не готов дать ответ. Вот тут пишут про благородные металлы - но тут 14МЭВ нейтронами облучали.
http://journals.aps.org/pr/abstract/10.1103/PhysRev.178.1904
Опять таки, у меня скорее всего ложные воспоминания из за этой вот статьи
http://tnenergy.livejournal.com/41633.html

[Татарин]

А они есть?

Есть. Золото.

Ртуть-196, конечно, даёт золото-197. Хорошее такое золото, правильное.
Но вот образования золота-198 не избежать... а оно - сильный гамма-излучатель с наиболее гадким Т - какие-то там годы (не помню точно, но 3-5, не 10).

[Татарин]

А, ну да... ещё (n, 2n)...
Но сути не меняет: очень вот мало всего этого добра.

[Superwad]

А смысл какой?

Свинец по атомному весу тяжелее ртути, что лучше для БР (потери энергии нейтронов при упругом рассеянии обратно пропорциональны A).

Кроме того, в свинце есть дважды магический изотоп.

Так что если уж искать альтернативу натрию, то лучше сначала повозиться со свинцом, чем с чем-то другим.

А что за дважды магический изотоп???

[Superwad]

Один контур, ртутная турбина.

(Или, что куда более предпочтительно, прямое МГД-преобразование. Ртуть - металл, её проводимость на порядки выше проводимости даже горячей плазмы, так что МГД-генератор с ней - не хайтек и вообще не нечто особенное. И его эффективность (именно как генератора) вообще не зависит от температуры. При нормальной для любого металла чудовищной, недостижимой для плазмы эффективности.)
Турбина на ртути (в силу молярной массы той ртути) тоже _гораздо_ компактнее паровой при приемлимых оборотах.

Представьте, что у АЭС вообще исчезает машинный зал, исчезает вместе со всем своим громоздким, тяжёлым и дорогостоящим оборудованием. Остаётся интегральная с реактором машина, которая наружу из реакторного зала сразу даёт ток и пар из теплообменника. Всё это сидит, ессно, в контейнменте.
На весь реактор - 1 (один) теплообменник.

___

Ну и тут вопрос скорее не к нынешнему времени, а к тому... Может быть сейчас, учитывая уже сколько вложили в свинец и учитывая всякие нехорошие свойства ртути, неправильно возвращаться к ней.
Но вот тогда её забросили - ну, может, и неправильно...

Задавал я вопрос про МГД генератор на одном из форуме энергетикам. Оказывается был такой проект в СССР. И даже в металле. Постоено было в Воронеже (если не ошибаюсь) отдельный энергоблок на ТЭЦ. Но почему-то не взлетел. Так что не всё так просто с МГД генератором.

[AtomInfo.Ru]

А что за дважды магический изотоп???

208.

У него очень малые сечения захвата.
Ну и атомный вес, соответственно, 208.

То есть, это практически идеальный теплоноситель для быстрого реактора.
Если не считать неупругого рассеяния, которое, увы, наверняка у него тоже есть, то этот изотоп фактически не должен никак влиять на количество нейтронов и их энергии (спектр).

Разумеется, если захотеть использовать 208Pb как теплоноситель, то придётся обогащать свинец по этому изотопу.

[Татарин]

Задавал я вопрос про МГД генератор на одном из форуме энергетикам. Оказывается был такой проект в СССР. И даже в металле. Постоено было в Воронеже (если не ошибаюсь) отдельный энергоблок на ТЭЦ. Но почему-то не взлетел. Так что не всё так просто с МГД генератором.

С МГД-генератором все как раз просто.
У-25 - газовая электростанция, и генерация должна была работать в плазме. Эффективность МГД критически зависит от проводимости . А проводимость плазмы - критически зависит от температуры. Более-менее приемлимая проводимость - от 2000 градусов, а это проблемы с материалами (как в турбинах), износ, требование ОЧЕНЬ СИЛЬНЫХ магнитных полей... и все равно даже на 2000С проводимость плазмы в миллионы раз хуже, чем у металла. Даже такого как ртуть.
Плюс потери на большой мощности от того, что токи-то - дикие, а напряжение мало (в "холодной", недоинизированной плазме приходится использовать только простые "прямые" конструкции, с электродами в среде). Плюс внутренние потери. Плюс дороговизна и потери на преобразователе "постоянный ток - 50Гц).

А металл - отличный проводник при любой температуре. Поэтому можно делать компактные МГД-электромашины с отличными характеристиками даже без сверхпроводников. В том числе - асинхронные (чего с плазмой вообще не выйдет), с прямым подключением к 50Гц сети. Без всяких преобразователей. Напрямую.
Просто электромагнит рядом с потоками металла - и вот, идут привычные киловольты 50Гц.

...одна лишь задача - эти потоки металла организовать. Чтоб снимать с них энергию, потоки должны быть, металл должен двигаться. А для этого он должен быть термодинамическим рабочим телом и преобразование температурного перепада в механическое движение должно происходить в нем.
По ТД-параметрам хорошо подходит лишь ртуть. Она легко кипит.

[Татарин]

Впрочем, тут немного есть от конфузии... Вообще, наверное, асинхронные машины уже не совсем правильно называть "МГД".
У них больше общего с обычными асинхронными двигателями, скорее, это и есть асинхронный линейный двигатель с короткозамкнутым сплошным ротором.
Просто в литературе такие штуки - как генераторы так и насосы называются "МГД".

Сообщение отредактировал Татарин - 10.10.2016, 13:18

[Didro]

Задавал я вопрос про МГД генератор на одном из форуме энергетикам. Оказывается был такой проект в СССР. И даже в металле. Постоено было в Воронеже (если не ошибаюсь) отдельный энергоблок на ТЭЦ. Но почему-то не взлетел. Так что не всё так просто с МГД генератором.

Рязанская ГРЭС-2, МГД на 500 МВт.
Отработка должна была быть на природном газе с добавкой поташа для облегчения ионизации, а после уже промышленные серийные от 1 ГВт на угле, и паровой, а в перспективе и паро-газовой установкой на хвосте.
КПД самого МГД >50%, с паровой турбиной >65, после добавки газовой >75%.

[Didro]

Плюс потери на большой мощности от того, что токи-то - дикие, а напряжение мало (в "холодной", недоинизированной плазме приходится использовать только простые "прямые" конструкции, с электродами в среде). Плюс внутренние потери. Плюс дороговизна и потери на преобразователе "постоянный ток - 50Гц).

традиционные генераторы тоже низковольтные, а постоянный ток преобразовать в переменный очень просто и недорого, не в пример обратного выпремления.

[Татарин]

традиционные генераторы тоже низковольтные

Ну как "низковольтные"... От 3 до 20-25кВ.